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污染场地修复生命周期评估程序与模型的研究进展

北极星环保网来源:环境污染与防治 董璟琦2017/9/20 16:21:34我要投稿
所属行业: 环境修复  关键词:污染场地 修复技术 修复工程

北极星环保网讯:污染场地绿色修复和可持续管理逐渐成为国际上倡导的发展方向,修复过程对环境产生的影响日益受到重视。生命周期评估(LCA)作为一种可评估项目全过程环境影响的新兴技术,可以从污染场地自身环境改善的角度进行效益评估,同时解决污染场地修复工程本身可能在区域和全球尺度上产生的其他负面影响,在污染土壤、底泥、地下水修复管理决策中已有较多应用。从评估程序、评估模型、不确定性研究等方面对污染场地修复LCA进行论述,为中国污染场地绿色修复和可持续管理中使用LCA方法提供参考。

污染场地修复

关键词:土壤,地下水,绿色修复,生命周期评估,评价技术

绿色修复和可持续管理逐渐成为国际上污染场地修复倡导的发展方向。发达国家污染场地修复管理重视绿色修复技术的研发应用和政策扶持,侧重于全过程的综合协调和利益相关方的全面参与,倡导可持续污染场地风险管理和多目标决策,强调修复工程的整个生命周期可能对环境产生的影响,不再仅限于修复工程实施单个方面[1-3]。

而我国污染场地修复还处于起步阶段,修复技术多以高能耗、见效快的异位修复为主,修复工程多以实现修复目标、削减污染场地自身风险为侧重点,鲜有关于绿色修复技术与政策的相关研究和实践的报道[4-5]。总结发达国家污染场地修复生命周期评估(LCA)的方法和经验,对于开展我国污染场地绿色修复和可持续管理研究具有重要意义。

1污染场地修复LCA概述

LCA从社会、经济、环境3方面综合对污染场地修复开展可持续管理评价,而其他类似评价方法,例如净环境效益评价(NEBA)和费用效益分析(CBA)则主要从环境、经济层面开展一维或二维评估。LCA的首要环境影响是污染场地范围内的污染物健康风险和生态风险;二次环境影响是区域和全球范围内修复工程所产生的环境影响;若考虑三次环境影响,则将LCA又拓展至经济和社会影响评估。

自1999年起,针对污染场地修复LCA框架的研究就已逐渐开展并日趋拓展。VOLKWEIN等[6]263-264在其构建的污染场地修复LCA模型框架中将污染场地修复排放区分为近域排放范围和远程排放范围,前者包括污染场地内和距污染场地250m内产生的排放,近域排放范围以外的为远程排放范围。

DIAMOND等[7]788-789提出的污染场地修复LCA框架包括原材料和能源消耗、污染场地过程边界、废物管理3部分内容。近年来,通过对传统污染场地修复LCA进一步拓展研究,GUINE等[8]将传统LCA扩展为生命周期可持续分析(LCSA)。

美国可持续修复论坛(SURF)在2011年的《修复行业环境足迹分析和LCA评估技术导则》中构建了包括污染场地内操作管理(O&M)、监测井(MW)和场地外输入输出环境影响的流程图[9]43-48,为污染场地环境可持续评估提供了技术方法。

LEMMING等[10]392-394在综述前人研究的基础上,提出场地修复LCA概念框架包括上游能源和材料消耗(生产阶段)、原位或异位直接修复(使用阶段)和下游废弃物处置(终止阶段)3部分。HOU等[11]1083-1085在污染场地修复LCA方法中提出了结合环境、社会、经济主要影响类别的可持续评价体系。总体而言,污染场地修复LCA旨在涵盖污染场地修复管理全过程,并对整体过程中所可能产生的环境、经济和社会影响开展评估。

2污染场地修复LCA程序

国际标准化组织(ISO)提出的通用LCA程序包括确定目标和范围、清单分析(LCI)、生命周期影响评估(LCIA)和结果分析4个阶段[12-13]。SURF针对污染场地修复LCA,将具体步骤细化为九步法:确定目标和范围、确定功能单元、建立系统边界、建立环境影响指标、LCI、环境影响评估、参数敏感性与不确定性分析、结果表征、提交评估报告,具体程序见图1。

污染场地修复

2.1确定目标和范围

确定目标和范围是LCA过程中至关重要的步骤。确定目标旨在说明开展污染场地修复LCA的目的和原因,以及研究结果的预期应用领域。通常污染场地修复LCA的目标可分为两种:

(1)用于修复活动开展前的修复方案比选评估;(2)在修复实施后开展生命周期回顾性评价。其中,前者可作为污染场地修复管理决策支持的依据;后者可提供修复技术的影响基准,从而为进一步改善修复技术提供参照。

确定范围是为了保证研究的空间、时间和评价深度满足规定目标。所有的系统边界、功能单元、评价时间、修复技术流程、LCIA模型、影响类型等要素都应该在范围界定中表述清楚。SUER等[14]认为评价土壤修复最重要的是界定时间和空间范围以及评价二次环境过程可能产生的环境影响。而LEMMING[15]则认为范围应包括系统边界、时间边界和技术与环境边界,以及LCA类型的选择(边际LCA和结果LCA)。范围界定的准确程度和与评价目标的契合度将影响LCA结果的可靠性。

延伸阅读:

综合生态修复技术用于上海古猗园内景观水体治理

工业污染场地土壤修复技术研究

化学淋洗修复重金属污染土壤研究进展

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